FR2743625A1 - SOLID STATE LASER ARMING / FIRED DEVICE - Google Patents

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James E Phillips
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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'armement/de mise à feu à laser à l'état solide. Ce dispositif comprend un interrupteur électronique (34/36) pour déclencher l'amorçage d'une matière pyrotechnique (42) en réponse à un signal, des moyens laser (38) connectés électriquement à l'interrupteur électronique pour produire une impulsion laser et une fibre optique (40) dont une extrémité est couplée optiquement aux moyens laser et dont l'autre est insérée dans la matière pyrotechnique (42) de sorte que l'impulsion laser concentre de la chaleur sur l'extrémité insérée de la fibre optique pour amorcer la matière pyrotechnique. Application notamment aux dispositifs d'armement/de mise à feu pour l'activation de charges explosives.A solid state laser arming / firing device is disclosed. This device comprises an electronic switch (34/36) for triggering the ignition of a pyrotechnic material (42) in response to a signal, laser means (38) electrically connected to the electronic switch to produce a laser pulse and a optical fiber (40) one end of which is optically coupled to the laser means and the other of which is inserted into the pyrotechnic material (42) so that the laser pulse concentrates heat on the inserted end of the optical fiber to initiate pyrotechnic material. Application in particular to arming / firing devices for activating explosive charges.

Description

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La présente invention concerne le domaine des dispositifs d'armement/de mise à feu (désignés ci-après également sous le sigle AFD), et plus particulièrement un dispositif AFD à laser (désigné ci-après sous le sigle  The present invention relates to the field of arming / firing devices (hereinafter also referred to as AFD), and more particularly to a laser AFD device (hereinafter referred to as

LAFD).LAFD).

Dans des dispositifs classiques d'armement/de mise à feu (AFD)  In conventional arming / firing devices (AFD)

il est nécessaire de prévoir une barrière mécanique entre le dispositif électro-  it is necessary to provide a mechanical barrier between the electronic device

explosif (désigné sous le sigle EED) et la charge de sortie ou matière pyrotechnique. Cette barrière mécanique fait intervenir des parties mobiles et doit par conséquent posséder une aptitude du point de vue structurel à dégager la sortie du dispositif EED. Les parties mobiles réduisent la fiabilité et les barrières mécaniques augmentent le poids et les dimensions du dispositif. De même les dispositifs EED peuvent être affectés par des impulsions électromagnétiques (désignées ci-après par le sigle EMI) et une décharge  explosive (referred to as EED) and the output charge or pyrotechnic material. This mechanical barrier involves moving parts and therefore must have a structural capability to clear the output of the EED device. Moving parts reduce reliability and mechanical barriers increase the weight and dimensions of the device. Similarly, EED devices may be affected by electromagnetic pulses (hereinafter referred to as EMI) and a discharge.

électrostatique (désignée ci-après par le sigle ESD).  electrostatic (hereinafter referred to as ESD).

Un exemple de dispositif d'armement/de mise à feu est décrit dans le brevet U.S. 5 022 324 ayant pour titre "Piezoelectric Crystal Powered Ignition Device", qui utilise des lampes flashes pyrotechniques pour déclencher un laser à l'état solide. Le laser est formé par un barreau laser en verre au néodyme, qui est "pompé" lorsqu'une lumière délivrée par les lampes flashes pénètre par les côtés du laser. Comme dans les dispositifs AFD classiques, ce dispositif utilise des dispositifs mécaniques de sécurité. Dans la forme de réalisation préférée, le dispositif mécanique de sécurité est un ensemble formé d'un poids chargé par un ressort, qui est utilisé pour ouvrir mécaniquement un obturateur. Dans une autre forme de réalisation on utilise un axe mécanique rotatif comportant un trou qui est désaligné, sauf lorsque ce  An exemplary arming / firing device is disclosed in U.S. Patent No. 5,022,324 entitled "Piezoelectric Crystal Powered Ignition Device", which uses pyrotechnic flashlamps to trigger a solid state laser. The laser is formed by a neodymium glass laser bar, which is "pumped" when a light from the flashlamps penetrates the sides of the laser. As in conventional AFD devices, this device uses mechanical safety devices. In the preferred embodiment, the mechanical safety device is an assembly formed of a spring-loaded weight, which is used to mechanically open a shutter. In another embodiment, a rotary mechanical axis having a hole which is misaligned is used, except when

trou est aligné avec le laser et la matière pyrotechnique.  hole is aligned with the laser and the pyrotechnic material.

Il est souhaitable de disposer d'un dispositif AFD qui ne comporte pas la barrière mécanique ni les parties mobiles entre le dispositif  It is desirable to have an AFD device that does not have the mechanical barrier or the moving parts between the device

EED et la charge de sortie.EED and the output load.

L'invention a pour but de fournir un dispositif d'armement/de mise à feu qui élimine les limitations indiquées précédemment. La présente invention supprime les limitations indiquées précédemment en fournissant un dispositif d'amorçage d'une matière pyrotechnique, et comprend des moyens formant interrupteur électronique pour déclencher l'amorçage de la matière pyrotechnique en réponse à un signal, des moyens formant laser connectés  The object of the invention is to provide an arming / firing device which eliminates the limitations indicated above. The present invention removes the limitations indicated above by providing a device for igniting a pyrotechnic material, and comprises electronic switch means for triggering the firing of the pyrotechnic material in response to a signal, connected laser means

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électriquement aux moyens formant interrupteur électronique pour produire une impulsion laser en réponse à ces moyens formant interrupteur électronique, et une fibre optique, dont une extrémité est couplée optiquement aux moyens laser et dont l'autre extrémité est insérée dans la matière pyrotechnique de sorte que l'impulsion laser concentre de la chaleur au niveau  electrically to the electronic switch means for producing a laser pulse in response to these electronic switch means, and an optical fiber, one end of which is optically coupled to the laser means and the other end of which is inserted into the pyrotechnic material so that the laser pulse concentrates heat at the level

de l'extrémité insérée de la fibre optique, et amorce la matière pyrotechnique.  of the inserted end of the optical fiber, and initiates the pyrotechnic material.

Les moyens laser peuvent être une diode laser. La matière pyrotechnique contient une capsule métallique et la fibre optique est scellée hermétiquement à la capsule métallique à l'aide d'un joint d'étanchéité en cuivre ou en époxy. Le joint d'étanchéité en cuivre peut être formé d'une fine poudre de cuivre disposée dans une zone d'étanchéité, qui est consolidée par des moyens de compression pour former le joint, ou bien le joint d'étanchéité en cuivre peut être constitué d'un manchon en cuivre disposé sur la fibre optique dans la zone d'étanchéité et qui est comprimé avec des moyens de compression pour former le joint. La longueur d'onde de l'impulsion laser est égale à environ 860 nanomètres. La fibre optique est insérée sur une longueur comprise entre 0,076 cm et 1,52 cm (0,030 et 0,60 pouce) dans la matière pyrotechnique qui est une poudre de B/KNO3 dimensionnée de manière à traverser à 100% un tamis ayant des mailles de 25 micromètres, la matière pyrotechnique contenant 2% en poids de noir de carbone pour améliorer l'absorption de l'énergie du laser. La poudre de B/KNO3 est consolidée autour de la fibre optique insérée, par l'application d'une pression comprise entre 13790.103 Pa et 20684.103 Pa (2000 à 3000 psi) pendant une durée d'application de 1 à 10 secondes. L'impulsion laser produit une chaleur dans une petite zone d'une manière suffisante pour qu'un amorçage se produise en environ 4millisecondes. La fibre optique possède un diamètre de  The laser means may be a laser diode. The pyrotechnic material contains a metal capsule and the optical fiber is sealed to the metal capsule with a copper or epoxy seal. The copper seal may be formed of a fine copper powder disposed in a sealing zone, which is consolidated by compression means to form the seal, or the copper seal may be constituted a copper sleeve disposed on the optical fiber in the sealing zone and which is compressed with compression means to form the seal. The wavelength of the laser pulse is about 860 nanometers. The optical fiber is inserted over a length of between 0,076 cm and 1,52 cm (0,030 and 0,60 in) in the pyrotechnic material which is a powder of B / KNO3 dimensioned so as to cross 100% a sieve having meshes of 25 micrometers, the pyrotechnic material containing 2% by weight of carbon black to improve the absorption of the energy of the laser. The B / KNO3 powder is consolidated around the inserted optical fiber, by applying a pressure of between 13790.103 Pa and 20684.103 Pa (2000 to 3000 psi) for an application time of 1 to 10 seconds. The laser pulse produces heat in a small area in a manner sufficient for initiation to occur in about 4 milliseconds. The optical fiber has a diameter of

micromètres.micrometers.

Le dispositif AFD à laser peut être utilisé dans un matériel militaire, pour des explosions commercialisées ou bien pour l'amorçage de  The AFD laser device can be used in military equipment, for commercial explosions or for the initiation of

moteurs de fusées à propulseur solide.  rocket engines with solid propulsion.

Un procédé d'amorçage d'une matière pyrotechnique utilisant le dispositif décrit précédemment consiste à appliquer un signal électrique aux  A method of igniting a pyrotechnic material using the device described above consists in applying an electrical signal to

moyens formant interrupteur électronique.  means forming an electronic switch.

L'invention porte également sur un dispositif d'armement/de mise à feu à laser solide qui comprend un premier interrupteur électronique pour  Also provided is a solid laser arming / firing device which includes a first electronic switch for

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réaliser l'armement du dispositif en réponse à un signal ARMEMENT, un second interrupteur électronique pour mettre à feu le dispositif et déclencher  arming the device in response to an ARM signal, a second electronic switch for firing the device and triggering

l'amorçage d'une matière pyrotechnique en réponse à un signal MISE A FEU.  initiating a pyrotechnic material in response to a FIRE signal.

Une diode laser connectée électriquement au second interrupteur électronique produit une impulsion laser en réponse au signal de MISE A FEU. Ce dispositif comprend également une fibre optique dont une extrémité est couplée optiquement à la diode laser et dont l'autre extrémité est insérée dans la matière pyrotechnique de sorte que l'impulsion laser amorce la matière pyrotechnique. Ce dispositif comprend un indicateur visuel SURETE/ARMEMENT et un boîtier formant cage de Faraday formant le boîtier dudit dispositif. Le dispositif comprend des moyens pour effectuer un test de diagnostic pour vérifier que le fonctionnement de la diode laser est  A laser diode electrically connected to the second electronic switch produces a laser pulse in response to the FIRE signal. This device also comprises an optical fiber whose end is optically coupled to the laser diode and the other end is inserted into the pyrotechnic material so that the laser pulse initiates the pyrotechnic material. This device comprises a visual indicator SURETE / ARMEMENT and a casing Faraday cage forming the housing of said device. The device comprises means for performing a diagnostic test to verify that the operation of the laser diode is

correct, sans amorçage de la matière pyrotechnique.  correct, without priming the pyrotechnic material.

Un procédé d'amorçage d'une matière pyrotechnique dont le dispositif est décrit précédemment inclut les étapes consistant à appliquer un signal d'ARMEMENT au premier interrupteur électronique et à appliquer un  A method of igniting a pyrotechnic material whose device is described above includes the steps of applying an ARM signal to the first electronic switch and applying a

signal de MISE A FEU au second interrupteur électronique.  FIRE signal at the second electronic switch.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention  Other features and advantages of the present invention

ressortiront de la description donnée ci-après prises en référence aux dessins  will emerge from the description given below taken with reference to the drawings

annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif AFD classique de l'art antérieur; - la figure 2 représente une vue en coupe transversale d'un dispositif AFD à laser selon l'invention; - la figure 3 représente le schéma d'un circuit du dispositif AFD à laser selon l'invention; - la figure 4 est une coupe transversale montrant de quelle manière la fibre optique est scellée de façon étanche à une capsule métallique; et - la figure 5 représente une autre forme de réalisation du schéma  attached, in which: - Figure 1 is a cross-sectional view of a conventional AFD device of the prior art; FIG. 2 represents a cross-sectional view of a laser AFD device according to the invention; FIG. 3 is a diagram of a circuit of the AFD laser device according to the invention; FIG. 4 is a cross section showing how the optical fiber is sealed to a metal capsule; and - Figure 5 shows another embodiment of the scheme

du circuit du dispositif AFD à laser selon l'invention.  of the circuit of the AFD laser device according to the invention.

Bien que l'invention puisse être réalisée sous de nombreuses formes différentes, on a représenté sur les dessins et on décrit ici de façon détaillée des formes de réalisation préférées spécifiques de l'invention. La  Although the invention may be embodied in many different forms, there is shown in the drawings and specific preferred embodiments of the invention are described herein in detail. The

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présente description donne un exemple des principes de l'invention et n'est pas  present description gives an example of the principles of the invention and is not

censée limiter l'invention aux formes de réalisation particulières représentées.  intended to limit the invention to the particular embodiments shown.

En se référant maintenant à la figure 1, on y voit représenté un dispositif AFD de l'art antérieur désigné d'une manière générale par la référence 10. L'indicateur mécanique SURETE/ARMEMENT est représenté en 12 et l'électroaimant, qui est une partie mobile mécanique, est désigné par la référence 14. Le détonateur est désigné par la référence 16 tandis que la charge formant donneur est désignée par la référence 18, la charge de réception est désignée par la référence 20 et la charge de sortie formée de B/KNO3 est  Referring now to FIG. 1, there is shown an AFD device of the prior art generally designated by the reference 10. The mechanical indicator SURETE / ARMEMENT is represented at 12 and the electromagnet, which is a moving mechanical part is designated by the reference 14. The detonator is designated by the reference 16 while the donor charge is designated by the reference 18, the receiving load is designated by the reference 20 and the output load formed of B / KNO3 is

désignée par la référence 22.designated by reference 22.

En se référant maintenant à la figure 2, on y voit représenté le dispositif AFD à laser (LAFD) selon l'invention, désigné d'une manière générale par la référence 30. Un indicateur électrique et visuel de SURETE/D'ARMEMENT est désigné par la référence 32. Deux interrupteurs électroniques indépendants sont désignés respectivement par les références 34 et 36. Une diode laser est représentée en 38. Un câble d'une fibre optique, qui est couplé optiquement à la diode laser 38, est désigné par la référence 40. Le  Referring now to Figure 2, there is shown the AFD laser device (LAFD) according to the invention, generally designated by the reference 30. An electrical and visual indicator of SURETE / ARMEMENT is designated by reference 32. Two independent electronic switches are designated respectively by the references 34 and 36. A laser diode is shown at 38. A cable of an optical fiber, which is optically coupled to the laser diode 38, is designated by reference 40. The

câble de fibre optique 40 est inséré dans la charge de sortie 42 en B/KNO3.  optical fiber cable 40 is inserted into the output load 42 at B / KNO3.

Le dispositif LAFD comporte les mêmes entrées électriques et les mêmes sorties de pression que celles du dispositif AFD électromécanique classique représenté sur la figure 1. L'interface électrique accepte des signaux  The LAFD device has the same electrical inputs and the same pressure outputs as those of the conventional electromechanical AFD device shown in FIG. 1. The electrical interface accepts signals

AFD standards pour les commandes d'ARMEMENT et de MISE A FEU.  AFD standard for ARMING and FIREFIGHTING commands.

En se référant maintenant aux figures 2 et 3, on y voit représenté le schéma électrique du dispositif LAFD. Lors de la réception d'un signal d'ARMEMENT, représenté au niveau de la borne 7 avec le chiffre de référence 50, l'indicateur électrique et visuel 32 est éclairé par une diode LED rouge de haute intensité 52. Cette lumière est focalisée par un film qui est pourvu d'un fond vert, d'une lettre blanche "S" (SURETE) et d'une lettre "A" (ARMEMENT). En l'absence de lumière d'entrée, l'indicateur représente le fond vert sur lequel est superposé le "S" blanc. La diode LED rouge 52 est connectée en série à deux coupleurs optiques 54 et 56. Le coupleur optique 54  Referring now to Figures 2 and 3, there is shown the electrical diagram of the device LAFD. When receiving an ARMING signal, represented at the terminal 7 with the reference numeral 50, the electrical and visual indicator 32 is lit by a high intensity red LED diode 52. This light is focused by a film that has a green background, a white letter "S" (SURETE) and a letter "A" (ARMEMENT). In the absence of input light, the indicator represents the green background on which the white "S" is superimposed. The red LED 52 is connected in series with two optical couplers 54 and 56. The optical coupler 54

alimente l'indicateur électronique SURETE/ARMEMENT, représenté en 58.  powers the electronic indicator SURETE / ARMEMENT, represented in 58.

Le coupleur optique 56 représente le premier interrupteur électronique et valide le circuit de mise à feu. Si l'un quelconque des deux composants 52 ou 56 est défaillant, la fonction d'armement n'est pas exécutée et l'indicateur  The optical coupler 56 represents the first electronic switch and validates the firing circuit. If either of the two components 52 or 56 fails, the arming function is not executed and the indicator

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visuel ne fonctionne pas. On peut recevoir une gamme étendue de signaux ARMEMENT sur la base d'une sélection de valeurs des composants, et le choix de différentes valeurs est considéré comme faisant partie de la technique routinière. Les choix indiqués sur la figure 3 règlent le dispositif LAFD pour un signal ARMEMENT de 30 volts.  visual does not work. A wide range of ARMING signals can be received based on a selection of component values, and the choice of different values is considered part of the routine technique. The choices shown in Figure 3 set the LAFD device for a 30-volt ARM signal.

Lorsque le dispositif LAFD est armé, il est prêt à être mis à feu.  When the LAFD device is armed, it is ready to be fired.

Lors de la réception d'un signal de MISE A FEU, bornes 4 et 1 en 60, le second interrupteur électronique 64 est fermé et un courant traverse la diode laser 62. La facette d'émission de la diode laser 62 produit une impulsion laser à une longueur d'onde d'environ 860 nanomètres, cette impulsion étant transmise par la fibre optique 40 de 100 micromètres. La fibre optique 40 est insérée dans la charge de sortie 42 formée de B/KNO3. La fibre optique 40 fait saillie ou s'étend sur une distance comprise entre 0,076 cm et 1,52 cm, dans la  Upon receiving a FIRE signal, terminals 4 and 1 at 60, the second electronic switch 64 is closed and a current flows through the laser diode 62. The emitting facet of the laser diode 62 produces a laser pulse at a wavelength of about 860 nanometers, this pulse being transmitted by the optical fiber 40 of 100 micrometers. The optical fiber 40 is inserted into the output load 42 formed of B / KNO3. The optical fiber 40 projects or extends over a distance of between 0.076 cm and 1.52 cm, in the

charge de sortie 42.output load 42.

La granulométrie de la charge de sortie 42 est dimensionnée de manière telle qu'elle puisse traverser à 100% un tamis à mailles d'une taille de microns. Une quantité de 2-3% en poids de noir de carbone est ajoutée de  The particle size of the output charge 42 is dimensioned such that it can pass 100% through a micron mesh screen. 2-3% by weight of carbon black is added from

manière à améliorer l'absorption de l'énergie du laser.  to improve the energy absorption of the laser.

En se référant maintenant à la figure 4, on y voit représentée une vue en coupe transversale du joint d'étanchéité. La fibre optique 40 est scellée à une capsule métallique 70 de la charge de sortie 42 moyennant l'utilisation d'un joint d'étanchéité en cuivre consolidé 72. Dans la forme de réalisation préférée du joint d'étanchéité consolidé, on place une fine poudre de cuivre dans la zone d'étanchéité 72 et on tasse la poudre au moyen du serrage d'une vis de serrage ou de la compression produite par un piston contre la zone d'étanchéité. Une autre forme de réalisation du joint d'étanchéité en cuivre consolidé ressemble à un montage à compression de cuivre moyennant l'utilisation d'un petit manchon de cuivre que l'on place sur la fibre et à l'intérieur de la zone d'étanchéité. On serre une vis de serrage ou on repousse un piston contre la zone d'étanchéité 72, ce qui provoque la dilatation du manchon et établit l'étanchéité. On soude les joints d'étanchéité de la forme de réalisation après compression pour obtenir un joint d'étanchéité absolument hermétique. On ajoute un joint d'étanchéité en époxy pour empêcher une corrosion et une contamination. Dans une autre forme de réalisation, on peut remplacer le joint d'étanchéité en cuivre par un pur joint d'étanchéité en époxy  Referring now to Figure 4, there is shown a cross-sectional view of the seal. The optical fiber 40 is sealed to a metal cap 70 of the output load 42 by the use of a consolidated copper gasket 72. In the preferred embodiment of the consolidated gasket, a thin copper powder in the sealing zone 72 and the powder is compressed by tightening a clamping screw or the compression produced by a piston against the sealing zone. Another embodiment of the consolidated copper gasket resembles a copper compression fitting by the use of a small copper sleeve which is placed on the fiber and within the area of the copper. seal. A clamping screw is tightened or a piston is pushed against the sealing zone 72, which causes the sleeve to expand and seal. The seals of the embodiment are welded after compression to obtain an absolutely hermetic seal. An epoxy seal is added to prevent corrosion and contamination. In another embodiment, the copper gasket can be replaced by a pure epoxy gasket

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pour des applications qui ne requièrent pas une étanchéité à haute température  for applications that do not require high temperature sealing

et pendant une longue durée.and for a long time.

La poudre de B/KNO3 est tassée autour de la fibre optique 40 sous l'application d'une pression de 13790.103 Pa - 20684.103 Pa pendant une durée d'application de 1 à 10 secondes. On règle la quantité de poudre pour obtenir la pression de sortie requise, comme cela est bien connu dans la technique antérieure. On ferme de façon étanche la cavité logeant la charge en mettant en place un disque isolant non conducteur 74, à la suite duquel on  The powder of B / KNO3 is packed around the optical fiber 40 under the application of a pressure of 13790.103 Pa - 20684.103 Pa for an application time of 1 to 10 seconds. The amount of powder is adjusted to obtain the required outlet pressure, as is well known in the prior art. The cavity accommodating the charge is sealed by placing a non-conductive insulating disk 74, following which

applique une coupelle en acier inoxydable 76 (mieux visible sur la figure 4).  applies a stainless steel cup 76 (best seen in Figure 4).

La coupelle est soudée en place au moyen d'un soudage TIG, et on teste si l'ensemble fuit, de manière à s'assurer de son intégrité. Lorsque l'énergie du laser est reçue au niveau de la pointe de la fibre optique 40, la température de la charge de sortie 42 augmente brusquement jusqu'à ce que l'amorçage commence. Une première indication de pression apparaît de façon typique en  The cup is welded in place by means of TIG welding, and it is tested whether the assembly is leaking, so as to ensure its integrity. When the laser energy is received at the tip of the optical fiber 40, the temperature of the output charge 42 increases abruptly until priming begins. A first indication of pressure appears typically in

l'espace de 4 millisecondes.the space of 4 milliseconds.

Les inventeurs ont trouvé que l'utilisation d'une fibre optique insérée supprime l'effet de la température de fonctionnement sur le retard d'amorçage. Même si la charge est plus difficile à amorcer dans le cas de conditions de froid extrême, le système électronique est plus efficace et délivre une énergie laser plus importante. De façon analogue, à température élevée, la charge est plus facile à amorcer, mais le système électronique est moins efficace. Il s'avère que les variables s'équilibrent et il n'existe aucune différence statistiquement significative entre les retards d'amorçage dans la  The inventors have found that the use of an inserted optical fiber suppresses the effect of the operating temperature on the firing delay. Although the load is more difficult to prime in extreme cold conditions, the electronic system is more efficient and delivers higher laser energy. Similarly, at high temperature, the charge is easier to prime, but the electronic system is less efficient. It turns out that the variables are in equilibrium and there is no statistically significant difference between start-up delays in the

gamme tactique de températures.tactical range of temperatures.

Un autre avantage qu'il y a d'insérer la fibre 40 directement dans la charge de sortie 40 est que ceci permet de satisfaire à la norme américaine MIL-STD-1901, ce qui supprime la nécessité de prévoir des systèmes de dégagement mécanique de confinement du gaz. L'utilisation d'une fibre optique conductrice 40 supprime également tout risque d'une réponse d'amorçage par inadvertance sous l'effet d'impulsions électromagnétiques EMI ou d'une décharge électrostatique ESD. Le dispositif AFD peut être logé dans une cage de Faraday complète pour l'obtention une protection additionnelle vis-à-vis de phénomènes EMI/ESD, tout en obtenant le poids le plus faible de types de réalisation concurrentes. La suppression de parties mobiles dans le  Another advantage of inserting the fiber 40 directly into the output load 40 is that this makes it possible to satisfy the American MIL-STD-1901 standard, which eliminates the need to provide mechanical release systems of gas containment. The use of a conductive optical fiber 40 also eliminates the risk of an inadvertent initiation response due to electromagnetic EMI pulses or ESD electrostatic discharge. The AFD device can be housed in a complete Faraday cage to obtain additional protection against EMI / ESD phenomena, while obtaining the lowest weight of competing embodiments. Removal of moving parts in the

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dispositif AFD réduit également les dimensions et le poids du dispositif et  AFD device also reduces the size and weight of the device and

augmente également la fiabilité de ce dernier.  also increases the reliability of the latter.

Un autre avantage du dispositif LAFD selon l'invention est qu'il permet d'exécuter des tests diagnostics pour vérifier que la diode fonctionne correctement. Dans des dispositifs comportant un filament, cette caractéristique n'est pas disponible, étant donné que l'excitation d'un filament  Another advantage of the device LAFD according to the invention is that it allows to run diagnostic tests to verify that the diode is working properly. In devices with a filament, this feature is not available, since the excitation of a filament

conduit à l'amorçage.leads to priming.

Un autre avantage du dispositif LAFD selon l'invention est qu'en utilisant un joint d'étanchéité en cuivre résistant aux hautes pressions et aux hautes températures, le procédé de fabrication coûteux et compliqué pour créer l'étanchéité verre-sur-métal est supprimé. La possibilité d'utiliser un pur joint d'étanchéité en époxy pour des applications à basse température réduit de  Another advantage of the LAFD device according to the invention is that by using a high pressure and high temperature resistant copper gasket, the expensive and complicated manufacturing process for creating glass-on-metal sealing is eliminated. . The ability to use a pure epoxy seal for low temperature applications reduces

façon supplémentaire les coûts de fabrication.  additional way the manufacturing costs.

En se référant maintenant à la figure 5, on y voit représentée une autre forme de réalisation du circuit selon l'invention de la figure 3, qui confere en supplément une protection vis-à-vis d'une décharge électrostatique (ESD) et une protection vis-à-vis d'interférences électromagnétiques (EMI) au  Referring now to FIG. 5, there is shown another embodiment of the circuit according to the invention of FIG. 3, which additionally confers protection against electrostatic discharge (ESD) and protection against electromagnetic interference (EMI) at

connecteur d'entrée en raison de la présence de filtres respectifs 66 et 68.  input connector due to the presence of respective filters 66 and 68.

Ceci achève la description de la forme de réalisation préférée et  This completes the description of the preferred embodiment and

d'autres formes de réalisation de l'invention. On comprendra que même si de nombreuses caractéristiques et de nombreux avantages de la présente invention  other embodiments of the invention. It will be understood that although many features and advantages of the present invention

ont été indiqués dans la description qui précède, ainsi que les détails de la  indicated in the foregoing description, as well as the details of the

structure et du fonctionnement de l'invention, cette description est donnée  structure and operation of the invention, this description is given

uniquement à titre illustratif et que des modifications de détail peuvent y être apportées, notamment en ce qui concerne la forme, les dimensions et  only for illustrative purposes and that modifications of detail may be made, in particular as regards the shape, dimensions and

l'agencement de pièces dans le cadre de l'invention.  the arrangement of parts within the scope of the invention.

8 27436258 2743625

Claims (23)

REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amorçage d'une matière pyrotechnique, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens formant interrupteur électronique (56) pour déclencher l'amorçage de la matière pyrotechnique (42) en réponse à un signal; des moyens laser (62;38) connectés électriquement aux moyens formant interrupteur électronique (16) pour produire une impulsion laser en réponse à ces moyens; une fibre optique (40), dont une extrémité est couplée optiquement aux moyens laser (62; 38) et dont l'autre extrémité est insérée dans la matière pyrotechnique (42) de sorte que l'impulsion laser concentre de la chaleur au niveau de l'extrémité insérée de la fibre optique, et amorce la  1. A device for igniting a pyrotechnic material, characterized in that it comprises: electronic switch means (56) for triggering the ignition of the pyrotechnic material (42) in response to a signal; laser means (62; 38) electrically connected to the electronic switch means (16) for producing a laser pulse in response thereto; an optical fiber (40), one end of which is optically coupled to the laser means (62; 38) and the other end of which is inserted into the pyrotechnic material (42) so that the laser pulse concentrates heat at the the inserted end of the optical fiber, and starts the matière pyrotechnique.pyrotechnic material. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les  2. Device according to claim 1, characterized in that the moyens laser (62; 38) sont une diode laser.  laser means (62; 38) are a laser diode. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière pyrotechnique inclut une capsule métallique (70) et que la fibre optique (40) est scellée hermétiquement à la capsule métallique (70) au moyen  3. Device according to claim 2, characterized in that the pyrotechnic material includes a metal cap (70) and the optical fiber (40) is hermetically sealed to the metal cap (70) by means of d'un joint d'étanchéité en cuivre (72).  a copper gasket (72). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité en cuivre (72) est constitué par une fine poudre de cuivre disposée dans un espace d'étanchéité (72) et qui est consolidée par des moyens  4. Device according to claim 3, characterized in that the copper seal (72) is constituted by a fine copper powder disposed in a sealing space (72) and which is consolidated by means de compression pour former le joint.  compression to form the joint. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité en cuivre (72) est constitué d'un manchon de cuivre disposé au-dessus de la fibre optique (40) dans l'espace d'étanchéité et qui est  5. Device according to claim 3, characterized in that the copper seal (72) consists of a copper sleeve disposed above the optical fiber (40) in the sealing space and which is comprimé par des moyens de compression pour former le joint.  compressed by compression means to form the seal. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière pyrotechnique (42) inclut une capsule métallique (70) et que la fibre optique est scellée hermétiquement à ladite capsule métallique par un joint soudure/époxy.  6. Device according to claim 2, characterized in that the pyrotechnic material (42) includes a metal cap (70) and that the optical fiber is hermetically sealed to said metal cap by a solder / epoxy seal. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la7. Device according to claim 1, characterized in that the longueur d'onde de l'impulsion laser est égale à environ 860 nanomètres.  wavelength of the laser pulse is equal to about 860 nanometers. 9 27436259 2743625 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre optique (40) est insérée sur une distance comprise entre 0,076 cm et 1, 52  8. Device according to claim 1, characterized in that the optical fiber (40) is inserted over a distance of between 0.076 cm and 1, 52 cm dans la matière pyrotechnique.cm in the pyrotechnic material. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière pyrotechnique est une poudre de B/KNO3.  9. Device according to claim 1, characterized in that the pyrotechnic material is a powder of B / KNO3. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la poudre de B/KNO3 est dimensionnée de manière à traverser à 100% un tamis ayant des mailles de 25 micromètres et que la matière pyrotechnique contient10. Device according to claim 9, characterized in that the powder of B / KNO3 is dimensioned so as to cross 100% a sieve having meshes of 25 micrometers and that the pyrotechnic material contains 2-3% en poids de noir de carbone pour accroître l'absorption de l'énergie laser.  2-3% by weight of carbon black to increase the absorption of laser energy. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la poudre de B/KNO3 est consolidée autour de la fibre optique insérée (40) sous une pression comprise entre 13790.103 Pa et 20684.103 Pa pendant une durée  11. Device according to claim 10, characterized in that the powder of B / KNO3 is consolidated around the inserted optical fiber (40) at a pressure between 13790.103 Pa and 20684.103 Pa for a period of time. d'application de 1 à 10 secondes.from 1 to 10 seconds. 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'impulsion laser concentre suffisamment la chaleur au niveau de l'extrémité insérée de la fibre optique (40) pour que l'amorçage s'effectue en environ 4 millisecondes.  12. Device according to claim 1, characterized in that the laser pulse sufficiently concentrates the heat at the inserted end of the optical fiber (40) so that the ignition occurs in about 4 milliseconds. 13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la13. Device according to claim 1, characterized in that the matière pyrotechnique est utilisée dans un matériel militaire.  Pyrotechnic material is used in military equipment. 14. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la  14. Device according to claim 1, characterized in that the matière pyrotechnique est utilisée pour des explosions commercialisées.  Pyrotechnic material is used for commercial explosions. 15. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière pyrotechnique est utilisée pour l'amorçage de moteurs de fusée à  15. Device according to claim 1, characterized in that the pyrotechnic material is used for the priming of rocket motors to propulseur solide.solid propellant. 16. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la  Device according to claim 1, characterized in that the fibre optique (40) a un diamètre de 100 micromètres.  optical fiber (40) has a diameter of 100 micrometers. 17. Procédé pour amorcer une matière pyrotechnique, utilisant le dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer  17. A method for initiating a pyrotechnic material, using the device according to claim 1, characterized in that it consists in applying un signal électrique aux moyens formant interrupteur électronique (56).  an electrical signal to the electronic switch means (56). 18. Dispositif d'armement/de mise à feu à laser à l'état solide, caractérisé en ce qu'il comporte: un premier interrupteur électronique (54) pour armer le dispositif en réponse à un signal ARMEMENT;  18. A solid state laser arming / firing device, characterized in that it comprises: a first electronic switch (54) for arming the device in response to a signal ARMEMENT; 27436252743625 un second interrupteur électronique (64) pour la mise à. feu du dispositif et le déclenchement de l'amorçage d'une matière pyrotechnique (42) en réponse à un signal MISE A FEU; une diode laser (62; 38) connectée électriquement au second interrupteur électronique (64) pour produire une impulsion laser en réponse au signal de MISE A FEU; une fibre optique (40), dont une extrémité est couplée optiquement à la diode laser (62; 38) et dont l'autre extrémité est insérée dans la matière pyrotechnique (42) de sorte que l'impulsion laser produit une chaleur dans une petite zone d'une manière suffisante pour amorcer la matière pyrotechnique.  a second electronic switch (64) for setting. firing the device and triggering the firing of a pyrotechnic material (42) in response to a FIRE signal; a laser diode (62; 38) electrically connected to the second electronic switch (64) for producing a laser pulse in response to the FIRE signal; an optical fiber (40), one end of which is optically coupled to the laser diode (62; 38) and the other end of which is inserted into the pyrotechnic material (42) so that the laser pulse produces heat in a small zone in a manner sufficient to prime the pyrotechnic material. 19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il19. Device according to claim 18, characterized in that comporte un indicateur visuel SURETE/ARMEMENT (32).  has a visual indicator SURETE / ARMEMENT (32). 20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier formant cage de Faraday formant un boîtier dudit dispositif  20. Device according to claim 19, characterized in that it comprises a Faraday cage housing forming a housing of said device 21. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend des filtres (66,68) de protection contre les décharges électrostatiques21. Device according to claim 18, characterized in that it comprises filters (66,68) for protection against electrostatic discharges. (ESD) et contre les impulsions électromagnétiques (EMI).  (ESD) and against electromagnetic impulses (EMI). 22. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour effectuer des tests de diagnostic pour vérifier si la  22. Device according to claim 18, characterized in that it comprises means for performing diagnostic tests to check whether the diode laser fonctionne correctement, sans amorcer la matière pyrotechnique.  Laser diode works properly without priming the pyrotechnic material. 23. Procédé pour amorcer une matière pyrotechnique, moyennant l'utilisation du dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: appliquer un signal d'ARMEMENT au premier interrupteur électronique (56), et appliquer un signal de MISE A FEU au second interrupteur  23. A method for initiating a pyrotechnic material, with the use of the device according to claim 18, characterized in that it comprises the steps of: applying an ARMING signal to the first electronic switch (56), and applying a signal from FIRST to the second switch électronique (62).electronic (62).
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